分析天平性能测定.ppt

分析化学实验 分析天平性能测定 一、实验目的 了解分析天平的构造、原理、使用规则及注意事项。 熟悉电光分析天平的构造和砝码的组合方式。 掌握天平的零点的测定方法。 学会天平灵敏度、变动性、偏差的测定。 二、实验原理 天平是根据杠杆原理制造的。 设有一杠杆为ABC，B为支点，A、C两点所受的力分别为Q、P，当达到平衡时，支点两边的力矩相等，即： Q × AB = P × BC 二、分析天平基础知识 1. 实验原理 如果 B 正好是 ABC 的中点，则两臂 AB 与BC 的长度相等。此时若P代表物体的重量，Q 代表法码的重量，当天平到达平衡时，物体的重量即等于砝码的重量，P = Q 。 2.分析天平的构造 天平梁（横梁）是天平的主要部件。多用质轻坚固、膨胀系数小的铝合金制作，起平衡和承载物体的作用。 梁上有三把棱形玛瑙刀（支点刀、承重刀）；在使用天平时应特别注意保护天平的刀口勿受损伤。 平衡螺丝：在梁的上部两端各装有一个平衡螺丝，用于调节天平的零点。 指针：固定在梁的正中，借于观察天平梁倾斜的程度，可用于是判断是否加减砝码。 微分标尺：在指针的正下方，通过投影屏读出10mg以下的质量。 天平立柱和水平泡：立柱是金属做的中空圆柱，下端固定在天平底座中央，支撑着天平梁，在立柱的后面装有水平泡，借支脚螺丝调节使天平放置水平。 吊耳：中间面下嵌有玛瑙平板。——悬挂阻尼器内筒、称盘。 空气阻尼器：由两个特制的金属圆筒构成。外筒固定在支柱上，内筒比外筒小，两筒间没有磨擦，由于盒内空气的阻力，使天平较快地趋于平衡，从而加快称量速度。 升降枢：天平的启动（开）与休止（关）的操作是通过升降枢进行的。 打开升降枢，降下托梁架（托叶）使三个玛瑙刀口与相应的玛瑙平板接触，同时也降下盘托，天平处于摆动状态，光源也同时打开，在光屏上可以看到缩微分标尺的投影。 砝码、环（圈）码、加环砝旋钮、投影屏。每台天平都附有一盒配套的砝码，砝码通常采用5、2、2*、1系统的组合（面值相同的砝码它们之间的质量可能有微小的差别）。50g、20g、20*g、10g、5g、2g、2*g、1g。1g以下，10mg 以上的量值可通过指数转盘（环码旋钮）进行加减操纵。通过指数转盘（环码旋钮）带动操纵杆将环码加上或取下，转动转盘的外圈可操纵100mg~900mg，转动转盘的内圈可操纵10mg~90mg。1~10mg的读数由投影屏读出，投影屏又称光幕，把放大了的微分标尺景象显示出来，投影屏座固定在天平底板上，底板下面有一调零杆，左右拨动可调整天平零点的位置。 3.天平的精度与级别 天平的精度（相对精度）定义为天平的名义分度值与最大载荷的比值。这是因为天平的精度不仅与它能称准的最小质量有关，还与它能称量的最大质量有关。天平的名义分度值愈小，最大载荷愈大，则天平的精度愈高。 如TG—328B型天平，名义分度值是0.1mg，最大载荷是200g，所以精度为1×10-4g/200g=5×10-7（三级天平）。又如TG—429—1型天平精度为1×10-4g/100g=1×10-6（四级天平）。 国家计量部门规定，单杠杆天平的精度分为10个级别。 天平的级别只与精度有关。实际上，同一级别的天平有很多种。同是3级天平，最大载荷可以是50kg、1kg、200g等，它们的分度值分别为25mg、0.5mg、0.1mg等。因此在选取用天平时，不能片地追求精度级别，而要考虑到实际工作中要求的最大称量范围和称量的准确程度。例如全载为50kg，分度值为25mg的3级天平对分析化学实验是毫无用处的。 4.分析天平的性能 1)．天平的灵敏度：天平的灵敏度是指天平的负荷改变1mg的质量时所引起的指针偏转的程度。 换一种说法：天平的灵敏度就是天平能察觉出两盘载重质量差的能力。天平的灵敏度高，表示天平感觉能力强，即两盘载重有微小的差别时，天平也能察觉出来。所以灵敏度也可以用感量（或分度值）来表示。 2)影响天平灵敏度的因素 影响天平灵敏度的因素：α=L/Wd (p+m)×OA=P×OB+W×CG ∵OA=OB ∴m×OA=W×CG OA=OA′×C0Sα= L×C0Sα CG= d×sinα sinα/ C0Sα=≈α α很小时，tanα≈α 当m＝1mg时，E＝α= L/Wd 由此可知： （1）天平梁臂长越长，天平的灵敏度应越高，但是由于臂长增大，天平梁及其指针质量增加。天平的灵敏度应降低。 （2）天平梁及其指针质量（W）越重，天平的灵敏度应越低。 （3）天平支点到重心位置的距离d越大，天平的灵敏度应越低。 对同一台天平，L.W是固定的，只可通过升降重心螺丝来调整天平的重心位置，改变d的大小，从而调节天平的灵敏度。 上调重心螺丝：d减小，E增大（即可提高灵敏度） 下调重心螺丝